Масспектрометрия

Приложение на масс-спектрометрията

Масспектрометрията е много разнообразен метод за анализ. Получените при него масови спектри са важен инструмент за разкриване на състава и структурата на молекули или смеси, особено в областта на аналитичната химия.

Масспектрометърът се състои от йонен източник, анализатор и детектор. Той позволява измерване на съотношението маса/заряд на йоните. При известен заряд по този начин може да се определи масата на йонизираните частици.

В зависимост от сложността на анализираните проби, масс-спектрометрите могат да се комбинират с различни аналитични методи, например газова хроматография (GC) и течна хроматография (LC). Масс-спектрометрията е много ефективен аналитичен метод за качествено и количествено определяне на газообразни аналити.

Процес на масс-спектрометрията

Процесът на масс-спектрометрията се разделя на четири фази: йонизация, разделяне, регистриране и идентифициране.

Йонизация

В зависимост от източника на йони, газове, изпаряеми течности или твърди вещества се йонизират и анализират в газова фаза. Веществата в пробата се йонизират в източника на йони, например чрез полева йонизация, фотойонизация, спрей йонизация или електронна йонизация, и след това се намират под формата на заредени атоми и фрагменти.

Разделяне

Йоните се извличат от източника на йони чрез електрическо поле, ускоряват се и след това се предават на анализатора. Ако йоните се задържат в определена област чрез електромагнитно поле, е възможно многократно повторение на възбуждане и селекция по маса. В този случай се говори за така наречената йонна капан. Честотата, с която йоните се движат в йонната капан, зависи от съотношението между масата и заряда.

Регистриране

Сега йоните могат да бъдат открити по различни начини. Чрез промяна на полето орбитата на йоните с определено съотношение маса/заряд може да бъде дестабилизирана. По този начин йоните напускат йонния капан и след това се регистрират от детектора. Тъй като промяната на полето е известна, съотношението маса/заряд на йоните може да бъде определено, а тяхната маса и честота могат да бъдат отчетени въз основа на положението и интензивността на пиковете от получените масови спектри. Освен йонните капани, съществуват и други видове масови спектрометри, като например времеви, квадруполни или секторни.

Идентификация

Молекулите, които се различават по своите физични и химични свойства, но имат една и съща молекулна формула и следователно еднаква маса, се наричат изомери. Когато тези изомери се разлагат, те се разпадат на по-малки йонизирани молекули, фрагменти или атоми, които се различават по масата и заряда си. По този начин е възможно да се идентифицират чисти вещества и смеси.

Области на приложение на масс-спектрометрията

Масспектрометрията (MS) е изключително чувствителен аналитичен метод, който често се използва в комбинация с други методи (например ICP-MS, GC-MS, IR-MS, CE-MS или EI-MS). Много широкият спектър на приложение варира от управление на технически производствени процеси в промишлеността, през изследвания в различни научни дисциплини, до анализ на следи от тежки метали или определяне на сложни органични молекули – например в анализа на околната среда.